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一文说清比特币,秒懂的感觉真好

2017-8-18 01:12| 投稿: xiaotiger |来自: 互联网

摘要: 导读:2017年5月的勒索病毒事件不仅让网络安全重回了热点话题,它的另一个主角——作为赎金要求的比特币,也迅速进入了大众的视野。比特币一词在百度、微信等各类渠道的搜索指数在这次病毒事件后激增。而6月类似的勒 ...

导读:

2017年5月的勒索病毒事件不仅让网络安全重回了热点话题,它的另一个主角——作为赎金要求的比特币,也迅速进入了大众的视野。比特币一词在百度、微信等各类渠道的搜索指数在这次病毒事件后激增。而6月类似的勒索病毒与同样的比特币赎金支付,更是令人疑惑,比特币到底有什么魅力,令黑客如此青睐呢?

WannaCry病毒勒索程序页面


1、比特币的概念的起源

比特币的概念最早在2008年被提出,当时一个网名叫中本聪的人在小范围内发表了一篇文章,名为《比特币:一种点对点电子现金系统》)(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)。在这篇文章的设想中,比特币作为一种虚拟货币,在现实世界没有任何的实物与之相对应,也没有中央机构管理它的发行和交易。这让它并不像法定货币一样有国家信用做基础。比特币系统的交易和发行完全依靠系统中的用户,中本聪试图用数学和密码学原理来解决由于没有中央机构而可能在交易中导致的一些信任问题。

中本聪发表的《比特币:一种点对点电子现金系统》

2、比特币的交易机制

(1)比特币交易基于钱包地址实现

在比特币的交易中,比特币的拥有者需要先拥有一个地址,这个地址就相当于是比特币的钱包,比特币就是钱包里的钱。每一次的比特币交易其实就是比特币从一个钱包转向另外一个钱包,即从一个地址转向另一个地址。

这个地址的生成同我们在现实世界的身份没有任何关联,也就是说在比特币交易中,尽管知道交易者的地址,但并不能仅仅根据地址找到地址背后的人。这种交易身份匿名性,也是比特币吸引黑客的一个原因。正如前面提到的勒索病毒,尽管黑客公布了自己的收钱地址,但并不能直接根据这个地址找到攻击者。

(2)交易过程通过账本记录实现

作为一种虚拟货币,比特币的转账并不能像现金一样实现从一个钱包到另一个钱包的物理位移,其交易过程的实现是依靠比特币系统中账本的记录来完成的。如果在系统账本中记录了“小明向小红转让了100个比特币”这件事情,就可以认为小红收到了小明转来的100个比特币。

如果是银行转账,账本记录的更新和维护就是由银行来完成的;而像Q币一样由公司发行的虚拟货币,就是由腾讯公司来负责这件事了。但是在比特币系统中,并没有一个中央机构能完成这件事,实现记录更新的,是系统中的许多其他用户。

如果小明是用银行转账的方式向小红汇钱,在这个过程中,除了小明和小红外,将只有银行知道这笔交易的详细情况。而与银行转账不同,比特币系统中,小明如果想完成一次转账,需要向系统中的所有节点——例如小张和小李——公布自己的交易信息。需要公布的信息包含自己的转账地址、转账对象的地址,交易时间和交易金额,以及能够验证自己是地址所有人的信息等。

小张和小李在接收到交易信息后,将会验证交易的有效性。验证通过两方面进行,一方面,验证这笔交易确实是由地址的所有者小明发出而不是其他人伪造的;另一方面,验证这个地址所持有的余额确实能够支持本次交易。如果这些验证都通过,小李和小张对这笔交易没有异议,就会在系统的账本中更新一笔记录了小明向小红转账的信息,这笔交易就真正完成了。

比特币交易机制

(3)矿工验证交易信息并完成账本记录

小张和小李这些负责验证交易信息并更新交易记录的人,是我们会常在比特币新闻中听到的“矿工”。在中本聪的设想中,任何人都可以在任何时间、任何地点,接入比特币系统,成为矿工。由于交易信息会对所有矿工公开,每一个矿工就都可以形成自己的账本记录。

挖矿机制

事实上,比特币系统并不会每发生一笔交易就更新一次账本,而是大约10分钟更新一次。矿工将他在这10分钟内接收到的所有交易打包在一起,形成一个区块,就像用一张纸记录下这些交易一样。每新建一个区块,都会附在原来的区块上,形成一条链,也就是“区块链”。像一张张纸钉在一起形成的账本一样,区块链记录了比特币系统中的所有交易。

区块链示意图

(4)优先算出随机数的矿工才拥有记账权利

在理想的情况下,所有矿工的记录都应该是完全一致没有任何差别的。但现实总不美满,网络延迟或者矿工不诚实等等都会造成账本记录的差异。那么如何判断哪一份账本是真实有效的呢?

比特币要求矿工参与一项活动来争取记账的权利,它要求矿工计算出一个符合规则的随机数,谁能最快最准确地算出来,谁就能获得记账的权利。但这个权利并不是永久的,每一个区块都需要进行一次记账权利的争夺,假如小李最快算出了一个区块的随机数,获得了该区块的记账权利,在此之后,他需要重新计算符合下一个区块规则的随机数来争夺区块的记账权利。

由于随机数的计算几乎没有技巧性,只能靠大量试验来得到这个随机数,理论上,参与计算的人越多,记账权利就越分散。所以系统设计了一些奖励发放给争取到记账权利的矿工,以此鼓励人们参与到记账系统中。

黄金矿工与比特币矿工

(5)系统通过奖励比特币完成发行

奖励的比特币分为两部分,一部分来自打包的区块中包含的交易所支付的交易手续费,这部分由转账者支付,是系统中已经存在的比特币;另一部分则是系统给予的基础奖励,是新生成的比特币。

基础奖励在最开始是50个比特币,每创建21万个区块减半一次。由于系统会根据参与计算随机数的计算机来调整随机数的计算难度,使区块的创建时间维持在10分钟左右,比特币的递减大约不到四年会发生一次。

迄今为止,比特币的基础奖励已经经历了两次递减,即现在的矿工成功创建一个区块,将获得12.5个比特币。比特币借由基础奖励实现了它的发行过程,在2140年左右,比特币的总量将趋于固定,达到2100万个的上限。

基础奖励减半及比特币总量示意图

由于随机数计算难度的不断调整,随着越来越多专业计算机的参与,现在的我们已经不能像2009年一样仅靠一台笔记本电脑就能参与挖矿来获得比特币,而只能选择同拥有比特币的人做交换。国内目前较大的比特币交易所诸如比特币中国、Okcoin和火币网等,都可以实现比特币的买入和卖出。

火币网交易行情图

3、比特币的支付发展

尽管我们目前更关注的是比特币的投机性,但在最初中本聪设计比特币系统时,还是抱着将它应用到支付场景的想法的。

  • 2013年开始,陆续有企业宣布支持比特币渠道的支付。微软和戴尔在2014年宣布部分产品接受比特币支付。

  • 2016年,游戏平台Steam宣布开始支持比特币。

  • 2016年6月,日本通过了一项法案,认为数字货币与法定货币类似,可以用作支付方式。

  • 2017年5月,乐桃航空宣布将于该年年底前开放以比特币购买机票,成为日本第一家接受比特币的航空公司。

微软接受比特币支付

而在非法渠道,比特币的支付要发展的更早。2013年美国查封的在线黑市“丝绸之路”就是用比特币来购买诸如军火、毒品等非法商品的网站,纽约州参议员查尔斯�6�1舒默和其他人也曾致信给美国药品管理局,指责“丝绸之路”运用比特币洗钱。

4、比特币的优缺点

基于比特币挖矿奖励的规则,比特币的发行总量和发行速度都是可以被较准确的计算出来的。如果规则不变的话,比特币的发行也不会有任何变化。如果比特币能像支持者所希望的那样,成为主流货币,不变的发行总量和稳定的发行曲线必定令比特币在长期来看是不会有通货膨胀的危险的。此外,不是中央机构而是由系统中的矿工来维护其交易,使得比特币不会像银行转账一样有地域或是节假日的限制,可以自由地实现支付转账。

然而同样是发行总量和发行速度的问题,比特币固定的规则也决定了他在长期是不可能跟上经济发展的速度的,如果它成为主流支付手段,将会不可避免地发生通货紧缩,反过来严重影响经济的发展,正如金本位最终的崩溃一样。

此外,作为一种虚拟货币,比特币的价值完全由人们对它的认可程度决定,没有任何实物基础或者稳定的机构信用做担保。这使得比特币的价格波动十分剧烈,任何不利的消息会导致它的骤跌,同时任何有利消息也会让比特币的价格猛涨。

比特币特点对比

在这些特点的影响下,各国对比特币的态度也各有不同。早在2013年,德国就宣布认可了比特币的合法性。日本于3年后,认可数字货币的合法支付。而在我国,2013年丝绸之路事件后,央行发布《关于防范比特币风险的通知》,宣布比特币在监管范畴内,将不被视为有效的交易结算工具,并非真正意义的货币。

比特币接受度对比

作为投机产品,比特币已经火遍全球,但作为全球去中心化的新货币,比特币也许还有很长的路要走。正如美国经济学家保罗�6�1克鲁格曼所言,“至少目前来说,买入比特币还是一笔好的投资。但是这并不说明这次实验成功了。我们建立一个货币制度的初衷不是使得那些持有货币的人变得富有,而是让交易变得便利,让整个经济体获益。而这些,比特币都没能带给我们。”


参考资料:

  • 比特币-开源的P2P货币

https://bitcoin.org/zh_CN/

  • 十分钟带你认识比特币by抖先森

http://www.jianshu.com/p/1394a7d83cfa

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